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背景:在过去的几年里,2型糖尿病(T2D)的发病率在世界范围内逐年增加。糖尿病前期是介于正常糖耐量和2型糖尿病之间的一类疾病,在现代社会普遍存在。许多研究表明,糖尿病前期是发展为2型糖尿病的高危风险之一,但其发病机制尚未完全了解。大量研究表明,肠道微生物群的组成可影响体重、胆汁酸代谢、炎症激活、胰岛素敏感性和肠道激素的调节,在肥胖和2型糖尿病的发病机制中起着至关重要的作用,虽然肠道细菌影响宿主代谢的确切机制尚不清楚,但许多研究证实,应用益生菌、益生元、抗生素、粪便微生物移植等方法可改变肠道菌群结构,可通过影响宿主的能量代谢与胰岛素敏感性,从而导致2型糖尿病的发生。饮茶的习惯已经在中国有几千年的历史,一般来说茶有两种分类方法,一种为绿茶和红茶,另一种为未发酵茶和发酵茶。普洱茶是一种发酵红茶,许多研究表明它对代谢综合征有保护作用,但其作用机制尚不清楚。众所周知人类肠道中的微生物数量最多,目前人类肠道微生物基因已被证实约330万个,且人类与微生物之间存在着一种共生关系。最近有报道称,膳食纤维的补充对肠道菌群的组成有很大的影响,从而改善2型糖尿病的代谢途径,磨碎的普洱茶粉是一种日常生活中常用的膳食成分,尤其富含发酵纤维,从而影响肠道菌群组成,但其具体的机制尚未研究。最重要的是肠道菌群的失衡,即有益肠道菌群的缺乏或有害肠道菌群的丰富,是许多疾病发生、发展的重要原因之一,包括许多代谢性疾病,如2型糖尿病和肥胖。本研究旨在探讨普洱茶粉对糖尿病前期患者肠道菌群组成及代谢的影响。我们进一步探讨了普洱茶治疗所引生理变化的相关机制。方法:1、符合入组条件的31名糖尿病前期患者分为2组:对照组(n=18):饮食运动+三餐后饮温水300ml,普洱茶饮用组(n=13):饮食运动+三餐后饮用1g普洱茶粉配比的温水300ml,共观察12周。应用免疫发光法检测糖尿病前期患者外周血肝肾功能、血脂、尿酸、糖化血红蛋白、血糖、胰岛功能,观察治疗前后各项指标的变化规律。2、提取糖尿病前期患者外周血单核细胞,用流式细胞检测法测定CD3+CD4+IL-10细胞、CD3+CD4+IL-17细胞、CD14+TLR4细胞以及CD3+CD4+FoxP3(Tregs)细胞的表达,从而观察治疗前后炎症及抗炎症因子的变化。3、用Elisa方法检测外周血IL-10、IL-17、LPS、ADP的表达量变化,从而评估治疗前后的炎症反应。用Elisa方法检测GLP-1、GLP-2定量变化来观察胰岛素抵抗改善情况及肠道通透性的改变。4、通过16SrRNA检测法评估糖尿病前期患者肠道菌群基因组变化,明确治疗前后保护性菌群及致病菌群的组成改变。5、通过气相色谱-质谱联用法检测患者外周血及粪便SCFAs含量,观察治疗前后乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸的含量变化,同时评价普洱茶对肠道及机体炎症反应的影响。结果:1、普洱茶饮用组空腹血糖和餐后1小时血糖(P1BG)稍有下降(p>0.05),餐后2小时血糖(P2BG)明显低于对照组(p=0.012)。对照组血尿酸水平明显升高(p<0.05),而普洱茶饮用组无明显变化。普洱茶饮用组尿PH值升高(p<0.05),而对照组在研究期间尿PH值升高不明显。普洱茶饮用组血胆固醇、低密度脂蛋白较对照组明显降低(p=0.005,p=0.032)。2、普洱茶对患者餐后1小时、2小时血清胰岛素水平有显著改善(D-value为终点值减去基线值的差,p<0.05),但两组患者的空腹胰岛素水平均无显著性差异。普洱茶饮用组治疗12周后餐后1小时、2小时血C肽水平显著升高(p<0.05),而对照组无显著差异。3、普洱茶饮用组第12周时空腹及餐后2小时血清GLP-1水平D-value均显著高于对照组(p<0.05),并且普洱茶饮用组空腹血清GLP-2水平D-value明显高于对照组(p<0.05)。4、普洱茶饮用组治疗12周后血清LPS的D-value明显降低,血清LPS水平变化与对照组比较有显著性差异(p<0.05)。普洱茶饮用组血清ADP的D-value与对照组相比显著升高,普洱茶饮用组治疗12周后血清ADP水平变化与对照组比较有显著性差异(p<0.05)。5、在所分析的164个肠道细菌属中,普洱茶饮用组在治疗12周时有15个肠道细菌的丰度较基线显著增加(p<0.05),而对照组15个菌属均未发生改变。通过Pearson’s相关分析检验,我们发现普洱茶引起的法兰克亚科、瘤胃球菌科、红球菌科和伯克霍尔德亚科的增加与餐后血清GLP-1水平的增加呈正相关(r=0.8161,p=0.0022;r=0.5742,p=0.05;r=0.7278,p=0.0073;r=0.7288,p=0.0072)。叶状杆菌科菌群的增加与空腹血清GLP-2水平的升高高度相关(r=0.9315,p=0.0003)。此外,理研菌科和1-68亚菌科的增加与血清ADP水平的增加呈正相关(r=0.7523,p=0.0048;r=0.6423,p=0.0243)。乳酸杆菌的增加与血清LPS水平呈负相关(r=-0.6427,p=0.0242)。6、对照组粪便和血清SCFAs浓度治疗前后均无明显变化(p>0.05)。普洱茶饮用组治疗12周后,粪便和血清中丁酸浓度均显著升高(p<0.05),而无论是粪便还是血清中乙酸、丙酸或戊酸浓度均无显著变化(p>0.05)。7、通过流式细胞仪检测CD3+CD4+IL-10细胞、CD3+CD4+IL-17细胞、CD14+TLR4细胞和CD3+CD4+Foxp3细胞的表达,观察治疗前后炎症及抗炎因子的变化。普洱饮用组受试者的外周血CD3+CD4+IL-17细胞的表达略有下降(p<0.05),两组的终点和基线的差值显著,且普洱茶饮用组降低尤为明显(p<0.05)。普洱茶饮用组的CD3+CD4+IL-10细胞显著增加(p<0.05),且两组终点与基线的差值有显著差异,普洱茶饮用组患者升高更为明显(p<0.05)。CD14+TLR4细胞和CD3+CD4+FoxP3(Treg)细胞治疗第12周时与治疗基线差值比较变化显著,对照组患者CD14+TLR4细胞增加百分比尤为显著(p<0.05),而普洱茶饮用组患者CD3+CD4+FoxP3(Treg)细胞增高百分比较对照组更加明显(p<0.05)。结论:1、通过对比普洱饮用组与对照组患者基本信息的比较,饮用普洱茶粉12周后可明显改善患者的血糖、血脂以及尿酸的代谢,同时患者的血胰岛素及C肽水平也有相应的增加,提示普洱茶粉与糖尿病前期患者机体的代谢密切相关。2、通过饮用普洱茶粉,糖尿病前期患者的血清GLP-1与GLP-2均得到相应改善,从而增加糖尿病前期患者的胰岛素敏感性,而血清GLP-2水平的增加可改善肠壁的通透性,进而减少有害的肠道菌群代谢产物进入人体。3、用16SrRNA检测法评估糖尿病前期患者肠道菌群基因组变化,饮用普洱茶粉的受试者有15个菌属发生显著改变,发生变化的细菌与GLP-1、GLP-2以及血清、粪便中的SCFAs水平呈正相关,表明了普洱茶粉可以通过增加GLP-2的水平,使肠道菌群丰度的改变来影响血液及粪便中SCFAs水平,进而通过促进GLP-1水平的增加来改善血糖、血脂。4、通过检测CD3+CD4+IL-10(Th2)细胞、CD3+CD4+IL-17(Th17)细胞、CD14+TLR4(TLR4)细胞和CD3+CD4+Foxp3(Tregs)细胞的表达的变化,来证明普洱茶粉可以通过调节炎症及抗炎症因子,进而抑制机体低级别的炎症反应,从而改善其介导的肥胖及血糖、血脂代谢异常。上述结果对于我们理解普洱茶粉改善糖尿病前期患者糖脂代谢中的作用机制提供了夯实的理论基础,同时也为糖尿病前期的治疗提供了新的思路。